对农村和城市道路上释放的轮胎磨损颗粒及道路磨损颗粒（单独存在或与污染物苯并[a]芘共同存在）进行了毒理学比较：颗粒大小和来源是调控体外促炎反应的关键因素

《Environment International》：A toxicological comparison of tire and road wear particles emitted on rural and urban roads, alone or with the co-exposed pollutant benzo[a]pyrene: Size and origin as key factors in controlling the in vitro proinflammatory response

轮胎与道路磨损颗粒（TRWP）的毒性机制研究：不同尺寸和来源TRWP对巨噬细胞炎症反应的影响，苯并[a]芘协同作用，PM10成分分析，细胞氧化应激与LDH释放检测，城市与农村环境污染物差异，道路表面材料磨损特性，空气污染健康风险，粒径分布与毒性相关性，多因素毒性评估

　　轮胎与道路磨损颗粒（TRWP）已成为非尾气排放（NEE）中的重要组成部分，这些排放物对空气污染的贡献日益增加。TRWP主要来源于轮胎与道路表面之间的摩擦，包括轮胎磨损碎片以及道路材料的磨损产物。随着城市化进程的加快，TRWP的排放量显著上升，尤其在交通密集的区域，其影响更加突出。然而，关于TRWP对人类健康的具体影响，目前的研究仍较为有限。本研究旨在探讨TRWP的尺寸及其来源对其毒理学特性的影响，并通过体外实验评估其对巨噬细胞的潜在危害。

TRWP的毒理学特性主要包括细胞毒性、促炎反应和氧化应激。在本研究中，研究人员在城市和乡村环境中收集了不同尺寸的TRWP，并在体外条件下与巨噬细胞共同培养，以观察其对细胞的影响。实验过程中，研究人员还考虑了苯并[a]芘（B[a]P）的存在，这是一种典型的公路交通气体污染物，具有较高的亲脂性和吸附能力，容易与颗粒物结合。通过比较不同条件下的细胞反应，研究人员试图揭示TRWP在不同环境下的毒性差异。

实验结果显示，TRWP在任何尺寸和来源下均未表现出明显的细胞毒性或氧化应激效应。然而，所有类型的TRWP均能引发剂量依赖性的促炎反应。在城市环境中，细颗粒TRWP（0.39–0.69 μm）的促炎效应比乡村细颗粒TRWP更强，而在低剂量条件下，乡村粗颗粒TRWP（4.2–10.2 μm）的促炎反应更为显著。这一现象可能与TRWP的化学成分及其来源有关。城市TRWP中富含铜、锡和锌等重金属，这些元素在促炎反应中扮演重要角色。而乡村TRWP则主要包含铁、硅、钙等元素，这些元素虽然也可能具有毒性，但在实验条件下其促炎效应相对较低。

此外，TRWP的化学成分与它们的来源密切相关。城市TRWP的化学组成受到交通污染、工业排放和道路材料的影响，而乡村TRWP则更多地受到土壤、植被和农业化学品的污染。例如，乡村TRWP中可能包含农药残留，如草甘膦、甲草胺和氯甲硫隆等，这些物质在环境中具有较高的挥发性和持久性，容易通过风力扩散至周边区域，并最终沉积在道路表面。TRWP在形成过程中会吸附这些污染物，从而增加了其对健康的潜在风险。

TRWP的尺寸也是一个重要的影响因素。细颗粒TRWP由于其较小的粒径，更容易进入人体肺部深处，从而增加其对呼吸系统的潜在危害。相比之下，粗颗粒TRWP虽然在某些情况下表现出更强的促炎反应，但其在城市和乡村环境中的表现有所不同。这可能与颗粒物的物理特性、表面活性以及所吸附的污染物种类有关。例如，在城市环境中，细颗粒TRWP更容易释放出可溶性化合物，如抗氧化剂和芳香油，这些物质可能对细胞产生直接的促炎作用。而在乡村环境中，由于颗粒物被更深地嵌入矿物基质中，其促炎效应相对较弱。

研究还指出，TRWP的促炎反应可能受到多种因素的共同作用。一方面，颗粒物本身的化学成分，如重金属和有机化合物，是促炎反应的主要来源。另一方面，TRWP在形成过程中吸附的外部污染物，如环境中的农药、工业排放物和大气污染物，也可能对其促炎特性产生影响。这种外部来源的毒性不仅取决于颗粒物的化学组成，还受到当地环境条件、交通流量以及颗粒物的物理状态等因素的影响。

为了更全面地评估TRWP的毒性，研究还探讨了其在不同浓度下的反应情况。实验中使用的TRWP浓度范围较广，涵盖了从低到高的不同剂量，以模拟实际环境中的暴露情况。然而，由于TRWP的浓度难以准确测定，实验中选择的浓度范围更多地基于毒理学研究的常规做法，而不是严格的生理剂量。尽管如此，研究结果仍然显示，TRWP在不同浓度下的促炎反应呈现出明显的剂量依赖性，这为理解其毒性机制提供了重要依据。

研究还提到，TRWP的促炎反应可能与颗粒物的表面特性有关。细颗粒TRWP由于其较大的比表面积，更容易与细胞膜相互作用，从而引发促炎反应。此外，TRWP在不同环境中的形成条件也会影响其促炎特性。例如，在城市环境中，频繁的刹车和加速可能导致轮胎磨损碎片的大量释放，而这些碎片可能含有更多的可溶性物质，从而增强促炎反应。而在乡村环境中，由于道路表面的摩擦较少，TRWP的促炎效应可能主要来源于吸附的外部污染物。

尽管TRWP的促炎反应在体外实验中得到了证实，但研究也指出，这些颗粒物的毒性机制仍需进一步探索。例如，TRWP的促炎效应是否与特定的生物途径有关，或者是否受到其他环境因素的调节。此外，TRWP的长期暴露对其健康影响的评估仍存在挑战，因为其在体内的代谢过程和生物累积效应尚未完全阐明。

综上所述，TRWP的毒性不仅与其物理化学特性有关，还受到其来源和环境条件的显著影响。城市TRWP由于其化学组成和形成条件的不同，表现出更强的促炎效应，而乡村TRWP则可能因吸附的外部污染物而具有不同的毒性特征。这些发现为理解TRWP对公共健康的潜在影响提供了新的视角，并为制定相应的环境管理措施提供了科学依据。未来的研究需要进一步探讨TRWP的毒理学特性，包括其对基因组的潜在影响，以及其在不同环境条件下的变化趋势。同时，随着电动汽车的普及，TRWP的来源和组成可能会发生变化，这也需要在后续研究中加以关注。